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G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptors,GPCRs）聚集体具有特殊的结构及信号转导功能。研究证明C型GPCRs的组成型二聚化作用是其发挥生物学功能的必要条件。而A型GPCRs聚集体在受体信号转导过程中发挥怎样的作用仍然不清楚。本论文以两种A型GPCRs,即CCR3和β2-AR为研究对象,利用单分子荧光技术系统研究了受体分子在细胞膜上的聚集状态及其与下游信号转导关键蛋白β-arrestin及G蛋白复合体的关系,并在活细胞及体外条件下对CCR3与β-arrestin蛋白的相互作用进行了初步研究。首先,利用单分子成像技术对两种A型GPCRs在细胞膜上的聚集状态进行了系统研究。发现A型GPCRs在近生理表达水平主要以单体形式存在。受体的聚集程度与其表达水平密切相关。两种A型GPCRs的聚集状态均可受到不同激动剂的调控,但其调控方式和强度与受体的表达水平及配体的药理学性质有关。完全激动剂诱导A型GPCRs聚集的作用相对较弱。其中异丙肾上腺素不能诱导β2-AR发生显著的聚集作用,CCL11和CCL24仅在高浓度下能够诱导CCR3聚集,但作用强度低于偏向性激动剂的作用。偏向性激动剂具有显著诱导A型GPCRs聚集的作用。其中卡维地洛和ICI-118,551能够显著诱导β2-AR聚集,CCL8能够显著诱导CCR3发生聚集作用。拮抗剂对A型GPCRs的聚集作用无显著影响。其次,利用siRNA干扰技术敲低细胞内源表达的β-arrestin,通过单分子荧光技术对不同激动剂作用下的两种A型受体的聚集状态进行表征。结果表明β-arrestin偏向性激动剂卡维地洛及ICI-118,551诱导β2-AR的聚集作用受到显著抑制。同样CCL8诱导CCR3聚集状态的作用也受到抑制,说明β-arrestin参与调节该种偏向性激动剂诱导两种A型GPCRs的聚集过程。将CCR3稳转细胞系进行PTX预处理使G蛋白复合体解偶联,发现CCL11和CCL24诱导的CCR3在细胞膜上的聚集作用也受到抑制,说明G蛋白参与调节CCL11和CCL24诱导CCR3聚集的过程。以上结果表明两种A型GPCRs在细胞膜上的聚集状态与下游的信号转导关键蛋白β-arrestin或G蛋白密切相关。为进一步研究β-arrestin与CCR3在活细胞上的相互作用,利用激光共聚焦显微镜对CCL11作用下的β-arrestin-EGFP细胞内转位过程进行了研究。结果表明,CCL11作用30 min能够引起胞质内β-arrestin的分布发生显著变化。将CCR3-EYFP及β-arrestin-ECFP按不同比例瞬时转染HEK293细胞,通过检测FRET效率发现,β-arrestin与CCR3之间存在组成型相互作用,加入CCL11后体系的FRET效率明显降低,表明β-arrestin与CCR3之间存在相互作用并能够被CCL11调节。利用siRNA干扰技术将CCR3稳转细胞中内源表达的β-arrestin敲低后,CCL11诱导的CCR3趋化作用受到显著抑制,提示β-arrestin参与了CCL11诱导的CCR3趋化作用。最后,我们还构建了β-arrestin的大肠杆菌表达系统。通过对诱导时机及诱导时间的系统优化获得了最优的β-arrestin蛋白异源表达条件,成功制备了高纯度的人β-arrestin蛋白及其突变体β-arrestin（R169E）。通过质谱分析及圆二色谱法验证了制备的β-arrestin蛋白具有正确的分子量及二级结构。利用石英晶体微天平技术对β-arrestin（R169E）突变体与CCR3的体外相互作用进行了研究。发现CCR3与β-arrestin（R169E）在体外也存在明显的相互作用,其相互作用的平衡解离常数（KD值）为1.35×10-7 M。